1、人員應(yīng)急疏散安全是公共安全的一個(gè)重要環(huán)節(jié)

??? 就普遍意義而言，奧運(yùn) 會(huì)前后，北京市在短期內(nèi)增加幾百萬流動(dòng)人口，機(jī)場(chǎng)、車站、地鐵等交通樞紐的人員密度可能空前增大，人員組成復(fù)雜，幾乎所有人員對(duì)周圍環(huán)境都不熟悉，給緊急情況下的人員應(yīng)急安全疏散造成很在壓力；而在奧運(yùn)期間，大型場(chǎng)館人員高度密集，許多場(chǎng)館的容量都在10萬人以上，由于場(chǎng)館結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出口有限，觀眾對(duì)場(chǎng)館內(nèi)外的環(huán)境都不熟悉，很難保證在要求的時(shí)間內(nèi)(如10min)將場(chǎng)館內(nèi)的人員疏散完畢。
??? 從目前的國際形式來看，自9·11事件以來，國際上普遍對(duì)人員密集公共場(chǎng)所的應(yīng)急疏散安全性能十分重視。2003年美國和加拿大發(fā)生的大規(guī)模停電事件以及英國倫敦地鐵的停電事件，更加深了全社會(huì)對(duì)公共場(chǎng)所的應(yīng)急疏散安全性能重要性的認(rèn)識(shí)。
??? 從我國和北京市的具體情況來看，國內(nèi)目前還沒有頒布和執(zhí)行專門針對(duì)大型非常規(guī)建筑(如奧運(yùn)場(chǎng)館)的性能化設(shè)計(jì)法規(guī)，沒有推選制度化的疏散演習(xí)，公眾沒有接受經(jīng)常性的培訓(xùn)和演習(xí)，因而普遍缺乏應(yīng)急疏散常識(shí)。由于許多發(fā)達(dá)國家長期以來便十分重視應(yīng)急疏散宣傳教育，要求定期進(jìn)行疏散演習(xí)，所以公眾對(duì)于如何應(yīng)對(duì)緊急情況都有相當(dāng)程度的知識(shí)。正是由于公眾在這方面的素質(zhì)比較高，所以無論是在9·11事件、美國和加拿大大規(guī)模停電事件以及英國倫敦地鐵的停電事件中，都沒有因?yàn)槿藛T恐慌、擁擠踐踏而造成額外的人員傷亡。而在我們國家，民眾在這方面的素質(zhì)與發(fā)達(dá)國家有很大差距。90年代，在唐山西林百貨大樓火災(zāi)中，雖然火災(zāi)發(fā)生在白天，但由于人員過度恐慌，相互爭搶樓梯致使樓梯扶手跨塌而造成了不必要的人員傷亡。2004年正月十五晚上，在密云縣舉辦的元宵燈會(huì)上，因游客暴增，過度擁擠，發(fā)生了擠死37人、傷15人的慘劇。不難想象，若在我國發(fā)生類似的大規(guī)模停電事件，很可能會(huì)因?yàn)槿藛T過度恐慌和相互擁擠造成重大人員傷亡。另外，就北京奧運(yùn)公園和其他場(chǎng)館所處的環(huán)境來看，周圍建筑林立，交通人流繁忙，沒有足夠的空曠地帶，短時(shí)間內(nèi)從各場(chǎng)館涌出的人流可能無法很快疏散出去，而只能滯留在場(chǎng)館周圍，結(jié)果一方由于大規(guī)模人群在場(chǎng)館周圍的積聚而造成新的安全隱患。
??? 以上三方面決定了北京公共場(chǎng)所及至奧運(yùn)會(huì)在確保人員疏散方面將面臨空前的壓力和挑戰(zhàn)，人員應(yīng)急疏散安全已經(jīng)成為公共安全首先應(yīng)該考慮的環(huán)節(jié)。

2、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)是提高人員疏散安全水平的有效的技術(shù)手段

??? 要從根本上提高大型公共場(chǎng)所和奧運(yùn)場(chǎng)館一疏散性能，確保緊急情況下人員能夠安全疏散，只有在設(shè)計(jì)階段優(yōu)化人員疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，在平時(shí)加強(qiáng)科學(xué)管理，并且制定有量化指標(biāo)易于操作的應(yīng)急預(yù)案，而一旦發(fā)生緊急情況，能夠及時(shí)進(jìn)行有效組織疏導(dǎo)。所有這些都需要對(duì)建筑物的人員疏散安全性能進(jìn)行定量分析。要定量分析公共場(chǎng)所或奧運(yùn)場(chǎng)館的應(yīng)急疏散安全性能，只有兩種方法：一種是大規(guī)模的實(shí)地疏散演習(xí)，另一種是計(jì)算機(jī)模擬。由于(1)無法集中數(shù)萬人均布于某個(gè)公共場(chǎng)所內(nèi)專門進(jìn)行疏散演習(xí)，同時(shí)對(duì)所有人的相關(guān)屬性和疏散軌跡進(jìn)行跟蹤記錄；(2)人的行為具有很大的隨機(jī)性，即使同樣的人群在同一場(chǎng)景中，其前后兩次的疏散行為也會(huì)有許多差別，所以需要多次重復(fù) ，才能得到有意義的結(jié)果；(3)在實(shí)地演習(xí)中，難以對(duì)疏散場(chǎng)景進(jìn)行精確設(shè)定和改變，難以全面考察人們?cè)谒锌赡馨l(fā)生的疏散場(chǎng)景中的疏散狀況；所以從財(cái)力、人力和實(shí)際可操作性等各個(gè)角度考慮，第一種方法并不可取。相反，第二種方法則因是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各種場(chǎng)景下的疏散狀況模擬，可以精確地定義并根據(jù)需要隨時(shí)改變各種因素，因而可以很好地全面反映建筑物的應(yīng)急疏散安全性能。大規(guī)模的實(shí)地疏散演習(xí)從可行性和經(jīng)濟(jì)性等多方面考慮都是不可取的，人員疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)才是解決上述問題的唯一有效的科技手段。

3、發(fā)達(dá)國家通行的做法

??? 許多發(fā)達(dá)國家，象英國(1985年)、新西蘭(1992年)、日本(1996年)和美國等，一般有處方式(prescriptive)和性能化(performance-based)兩套設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)大型非常規(guī)建筑，一般按性能化規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照性能化設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，在設(shè)計(jì)階段就要應(yīng)用人員疏散計(jì)算機(jī)模擬軟件對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬評(píng)價(jià)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)選改進(jìn)，從而在設(shè)計(jì)階段杜絕了人員疏散系統(tǒng)存在較大先天缺陷的可能性，從根本上保證了建筑物的安全疏散性能。另外在對(duì)現(xiàn)有大型非常規(guī)建筑進(jìn)行疏散安全評(píng)估以及制訂應(yīng)急預(yù)案時(shí)，人員疏散模擬也是有關(guān)技術(shù)人員普遍應(yīng)用的技術(shù)手段。國外有若干大型咨詢公司專門從事這方面的技術(shù)咨詢服務(wù)，一些實(shí)力雄厚的公司甚至開發(fā)了自己的人員疏散模型，如前面已經(jīng)提到的美國RJA公司和英國AEA公司。所以，在這些國家，他們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)及為其制訂應(yīng)急預(yù)案時(shí)，按照其現(xiàn)行的做法如法炮制便基本可以了。在我們國家，目前恰恰是因?yàn)槿狈Τ墒斓娜藛T疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和軟件，沒有實(shí)施性能化設(shè)計(jì)規(guī)范，所以不得不在如何確保公共場(chǎng)所及奧運(yùn)相關(guān)的大型建筑疏散安全性能方面大費(fèi)周章。

4、國內(nèi)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

??? 受多方面因素制約，國內(nèi)在人員疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)方面的研究明顯落后于發(fā)達(dá)國家。目前尚沒有比較成熟的模型和軟件，因而更談不上很有影響的工程應(yīng)用范例。
??? 國內(nèi)目前從事人員疏散計(jì)算機(jī)模擬研究的高校和研究機(jī)構(gòu)主要有：
??? 香港城市大學(xué)和武漢大學(xué)使合作，建立了一個(gè)基于局部細(xì)網(wǎng)格和個(gè)體描述的過程模擬模型——SGEM；
??? 東北大學(xué)近十年來一直在進(jìn)行人員疏散群集行為規(guī)律模擬研究，已經(jīng)發(fā)表了很多文章；
??? 中國建筑科學(xué)研究院建立了一個(gè)地下商業(yè)街人員疏散模型，屬于粗網(wǎng)格群體描述的最優(yōu)化模型；
??? 公安部天津消防所建立了一個(gè)地下商場(chǎng)人員疏散模型，也屬于粗網(wǎng)格群體描述的最優(yōu)化模型；
??? 公安部天津消防研究所牽頭，由國內(nèi)幾家研究機(jī)構(gòu)合作，目前正承擔(dān)十五攻關(guān)課題——建筑物消防性能化設(shè)計(jì)導(dǎo)則研究，實(shí)則是為將來制訂我國的性能化規(guī)范進(jìn)行預(yù)研；
??? 中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也建立了一個(gè)人員疏散模型，因?yàn)槟壳皼]有詳細(xì)介紹該模型的文章，無法了解其對(duì)幾何究竟、人群和行為的具體描述方法，從現(xiàn)有資料看應(yīng)該屬于基于細(xì)網(wǎng)絡(luò)和個(gè)體描述的過程模擬模型。
??? 北京城市有毒有害易燃易爆危險(xiǎn)源控制技術(shù)研究中心結(jié)合所承擔(dān)的多項(xiàng)科研項(xiàng)目，先后與中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和英國格林威治大學(xué)火災(zāi)安全工程研究室合作，對(duì)應(yīng)用人員疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)定量評(píng)價(jià)人員密集的城市典型公共場(chǎng)所的方法進(jìn)行了研究和嘗試。
??? 在工程應(yīng)用方面，盡管目前已經(jīng)少數(shù)建筑在設(shè)計(jì)過程中不同程度地使用了性能化設(shè)計(jì)的理念和方法，但到目前為止真正在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用人員疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)幫助校核設(shè)計(jì)方案的寥寥無幾。
??? 2002年中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)濟(jì)南遙墻機(jī)場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了人員疏散計(jì)算機(jī)模擬?；馂?zāi)實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行詳細(xì)危險(xiǎn)源辨析的基礎(chǔ)上，針對(duì)潛在的火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行了模擬，然后針對(duì)潛在的人員疏散場(chǎng)景進(jìn)行了人員疏散模擬。在人員疏散模擬過程并沒有詳細(xì)考慮火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的動(dòng)態(tài)影響，只是將火災(zāi)允許人們安全疏散的時(shí)間和人員安全疏散所需要的時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比分析。
??? 同樣在2002年，北京城市有毒有害易燃易爆危險(xiǎn)源控制技術(shù)研究中心與中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作，對(duì)西單文化廣場(chǎng)最典型的火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行了模擬，得到了這些場(chǎng)景下 火災(zāi)煙氣蔓延和溫度分布的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律；在此基礎(chǔ)上，利用人員疏散模型對(duì)其典型客流量和人員分布下的人員疏散情況進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，并把人員安全疏散所需要的時(shí)間與各種火災(zāi)情形下可供人員安全疏散的時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比，得到了若干有用的結(jié)論。
??? 2003年，北京城市有毒有害易燃易爆危險(xiǎn)源控制技術(shù)研究中心進(jìn)行了王府井步行街人員疏散計(jì)算機(jī)模擬研究。在研究過程中，首先對(duì)可能影響人員疏散的各種因素的獨(dú)立影響逐一進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，評(píng)價(jià)其對(duì)步行街人員疏散的影響程度，確定了其最佳模化方法。在此基礎(chǔ)上，在同一場(chǎng)景中合理選取和表達(dá)了所有必要和可能的影響因素，模擬評(píng)價(jià)不同影響因素對(duì)整個(gè)疏散過程的綜合影響，最終得到了對(duì)反映步行街的人員應(yīng)急疏散安全性能、揭示其可能存在或發(fā)生的各種問題以及改進(jìn)日常管理和應(yīng)急預(yù)案有直接作用的若干結(jié)論。